《International Journal of Molecular Sciences》：Neurovascular Involvement in Arterial Tortuosity Syndrome Associated with a Homozygous SLC2A10 p.(Trp162Ter) Variant: Clinical, Molecular, and In Silico Characterization
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动脉迂曲综合征（Arterial Tortuosity Syndrome，ATS）是一种罕见的常染色体隐性遗传结缔组织疾病，由SLC2A10（编码易化葡萄糖转运蛋白GLUT10）的致病性变异引起。尽管其血管特征已被充分认识，但许多截短变异的分子后果仍了解甚少。
动脉迂曲综合征（Arterial Tortuosity Syndrome，ATS）是一种罕见的常染色体隐性遗传结缔组织疾病，由SLC2A10（编码易化葡萄糖转运蛋白GLUT10）的致病性变异引起。尽管其血管特征已被充分认识，但许多截短变异的分子后果仍了解甚少。研究人员报告了一例携带纯合无义变异c.485G > A（p.Trp162Ter）的ATS患者，该变异通过全外显子组测序（whole-exome sequencing，WES）鉴定。定量实时PCR（quantitative real-time PCR，qRT-PCR）评估了SLC2A10表达，整合生物信息学分析（结构建模、可药性预测、跨膜拓扑结构、分子对接和分子动力学）探索了其结构影响。患者表现为严重的系统性动脉迂曲、先天性心血管异常、疝气、结缔组织异常，以及涉及脑迂曲和远端颅内狭窄的神经血管受累。结构建模显示GLUT10广泛截短，多个α-螺旋结构域丢失，跨膜螺旋从12个减少至5个。9种已知配体的对接显示与突变体的结合较弱，化合物892与野生型结合最强（?7.469 kcal/mol）。在300纳秒的模拟中，突变体复合物被证明稳定性显著降低。qRT-PCR显示患者、携带者和对照组之间无显著转录差异。研究人员的发现拓宽了SLC2A10相关ATS的神经血管谱系，并证明p.(Trp162Ter)严重破坏了GLUT10的结构、拓扑和配体结合。
**论文解读：动脉迂曲综合征中纯合SLC2A10 p.(Trp162Ter)变异的神经血管受累、分子与计算机表征**
**研究背景、存在问题及研究目的**
动脉迂曲综合征（Arterial Tortuosity Syndrome，ATS）是一种罕见的常染色体隐性遗传结缔组织疾病，由SLC2A10基因（位于20q13.1）致病性变异引起，该基因编码易化葡萄糖转运蛋白GLUT10。GLUT10定位于内质网膜，负责转运脱氢抗坏血酸，参与胶原和弹性蛋白成熟过程，其功能缺失导致细胞外基质组织紊乱和血管结缔组织完整性减弱。此外，SLC2A10缺陷小鼠模型显示线粒体功能障碍、氧化应激异常和耗氧率降低，提示ATS发病机制涉及结构缺陷和代谢失调。尽管ATS的血管特征已被广泛认识，但许多截短变异的分子后果仍不明确，基因型-表型相关性因疾病罕见且结构研究有限而难以建立。本研究旨在报告一例携带新型纯合无义变异SLC2A10 c.485G > A p.(Trp162Ter)的ATS患者，描述其临床表型，并通过整合生物信息学分析探讨该变异对GLUT10结构、拓扑和配体结合的影响，以扩展对该基因相关神经血管谱系的认识。论文发表在《International Journal of Molecular Sciences》。
**关键技术与方法**
研究人员采用全外显子组测序（WES）鉴定致病变异；通过定量实时PCR（qRT-PCR）评估患者、杂合携带者父母及健康对照外周血中SLC2A10 mRNA表达水平；利用I-TASSER服务器进行蛋白质三维结构建模，GalaxyRefine进行结构优化，Cresset Flare Pro+软件预测可药性口袋，TMHMM服务器预测跨膜螺旋，并对9种已知GLUT10配体进行分子对接及MM/GBSA计算；最后对最佳配体复合物进行300纳秒分子动力学模拟，分析均方根偏差（RMSD）和均方根波动（RMSF）及蛋白-配体相互作用。样本来源：患者及其家庭成员，无其他队列。
**研究结果**
**2.1 文献检索、病例选择与伦理**
通过PubMed检索，排除无SLC2A10变异、无神经血管信息或重复报告的病例，提取人口学、神经和血管表现、影像学发现及变异信息，结合本研究病例总结于表1，以描述SLC2A10相关ATS的神经血管谱系。
**2.2 病例报告与临床发现**
患者为女性，一级表亲父母所生，有先天性心脏病家族史（一同胞死于法洛四联症）。出生时表现长脸、长人中、小颌畸形、高腭弓、皮肤弹性增加和关节松弛。1月龄胸片和CT显示III型食管裂孔疝；超声心动图显示迂曲主动脉弓、室间隔缺损、外周肺动脉狭窄、卵圆孔未闭和永存左上腔静脉；CT血管造影显示主动脉弓及主要分支严重迂曲；超声提示双侧腹股沟疝（含卵巢组织）。早期神经发育正常，12月龄行裂孔疝修补术后出现神经功能恶化（眼球追踪受限、失去微笑、不能独坐），颅脑MRI显示弥散受限符合缺氧缺血性脑病，MR血管造影显示脑动脉迂曲及大脑中动脉、前动脉和后动脉远端分支狭窄。末次随访体重8.5 kg（?1.89 SDS），身长84 cm（0.65 SDS），头围47.5 cm（0.19 SDS），能抬头、有支撑坐、眼球追踪，但无有意义语言。分子分析鉴定出纯合无义变异SLC2A10 c.485G>A/p.(Trp162Ter)，ClinVar分类为致病性。
**2.3 遗传学结果**
全外显子组测序在患者中发现纯合无义变异，父母均为杂合携带者，表型正常的同胞为杂合子，符合常染色体隐性遗传。qRT-PCR显示患者、携带者父母与健康对照之间SLC2A10 mRNA表达水平无显著差异（p>0.05），提示该组织（外周血）中SLC2A10基础表达极低，可能掩盖了无义介导的mRNA降解（NMD）效应。
**2.4 生物信息学结果**
**2.4.1 蛋白质建模与可药性位点预测**
结构建模显示突变体仅保留有限的α-螺旋核心，多个螺旋缺失；结构叠加证实只有部分区域与野生型对齐。可药性分析表明野生型口袋位于由多个α-螺旋包围的内部空腔，形成封闭结合环境；突变体口袋较小、更暴露，可能影响配体结合。
**2.4.2 跨膜螺旋预测**
TMHMM分析显示野生型GLUT10有12个跨膜螺旋，而突变体仅剩5个，跨膜拓扑结构严重破坏，提示正常转运功能所需的结构框架受损。
**2.4.3 分子对接与MM/GBSA计算**
9种配体对野生型的对接分数范围为?7.469至?5.772 kcal/mol，对突变体为?4.013至?2.983 kcal/mol。化合物892（PubChem ID 892）与野生型结合最强（?7.469 kcal/mol）。MM/GBSA计算进一步证实突变体结合亲和力一致降低。
**2.4.4 分子动力学结果**
对野生型和突变体与化合物892和5984的复合物进行300纳秒模拟。野生型-892复合物蛋白RMSD在50纳秒后稳定在~5 ?，配体RMSD稳定在~3 ?，RMSF显示大部分残基波动在2–3 ?。突变体-892复合物蛋白RMSD波动在4–8.5 ?，配体扩散出结合口袋，RMSF显示残基不稳定。野生型-5984复合物蛋白RMSD在30–40纳秒后稳定在5.3–5.8 ?，配体稳定结合；突变体-5984复合物则表现出更大的构象灵活性。
**2.4.5 蛋白-配体相互作用结果**
野生型-892复合物中，配体与Ser310、Gly313、Ser463和Asn459形成氢键及水介导氢键；突变体-892复合物无任何氨基酸残基相互作用，仅与水分质接触。野生型-5984复合物中，配体与Glu140形成直接氢键及水介导氢键；突变体-5984复合物显示不同的相互作用模式，包括水介导氢键。
**讨论与结论总结**
讨论部分指出，本研究中的纯合无义变异c.485G>A/p.(Trp162Ter)导致GLUT10严重截短，生物信息学分析显示其破坏了跨膜螺旋结构、可药性口袋和配体结合能力。qRT-PCR未检测到mRNA显著差异，但考虑到外周血SLC2A10基础表达近乎为零，该结果可能反映了低表达组织中的随机误差，而非NMD逃逸，建议在适当细胞模型（如患者皮肤成纤维细胞）中结合蛋白水平验证。本病例的神经血管受累（脑动脉迂曲和远端狭窄）在围手术期出现缺氧缺血性脑病，提示脑血管储备可能降低，围手术期生理应激可增加神经损伤风险。文献综述显示，SLC2A10截短和错义变异均可导致颅内血管异常，但基因型-表型相关性不明确，相同变异的患者临床表现差异显著。研究结论强调：对基因确诊的ATS患者，即使无神经系统症状，也应考虑脑血管影像学评估；围手术期神经功能恶化需仔细评估脑实质和颅内动脉形态；该患者的致病性SLC2A10功能丧失变异结合系统性动脉迂曲、结缔组织表现、疝气和颅内血管异常，强烈支持ATS诊断。主要局限性在于文献以病例报告和小型系列为主，影像方法异质，随访有限。未来需进行标准化影像学的前瞻性基因型分层研究，以明确特定颅内动脉模式是否增加神经风险。
